人教版選修4化學(xué)反應(yīng)原理課件

1、人教版選修4 化學(xué)反應(yīng)原理 第三章 水溶液中的離子平衡第四節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶解平衡1 . 舉例說明學(xué)過的“平衡”，它們有哪些特征？化學(xué)平衡 2NO2 N2O4 電離平衡 H2O H+ +OH- Kw = c（H+ ）.c（OH-）K水解平衡 FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl2.特征:“逆、等、動(dòng)、定、變”3.平衡移動(dòng)原理勒夏特列原理如果改變影響平衡的一個(gè)條件（如濃度、溫度、或壓強(qiáng)等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。復(fù)習(xí) 1.什么是飽和溶液？ 在一定溫度下，在一定量的溶劑里，不能再溶解某種溶質(zhì)的溶液，叫做這種溶質(zhì)的飽和溶液。復(fù) 習(xí)2.如何判斷某NaCl溶液是否已經(jīng)達(dá)到飽和？討

2、論1： 在NaCl的飽和溶液中，再加入固體溶質(zhì)，固體會(huì)不會(huì)繼續(xù)溶解？是否發(fā)生著溶解過程？飽和NaCl溶液形狀不規(guī)則的NaCl固體形狀規(guī)則的NaCl固體 一晝夜后觀察發(fā)現(xiàn)：固體變?yōu)橐?guī)則的立方體；質(zhì)量并未發(fā)生改變思考：得到什么啟示？ 一晝夜后探究1：飽和溶液中v(結(jié)晶)=v(溶解)結(jié)論：NaCl的飽和溶液中存在溶解平衡探究2：在飽和NaCl溶液中加入濃鹽酸現(xiàn)象:NaCl飽和溶液中析出固體解釋: 在NaCl的飽和溶液中，存在溶解平衡 NaCl(S) Na+(aq) + Cl-(aq) 加濃鹽酸Cl- 的濃度增加,平衡向左移, NaCl析出可溶的電解質(zhì)溶液中存在溶解平衡，難溶的電解質(zhì)在水中是否也存在溶

3、解平衡呢？【實(shí)驗(yàn)】向盛有2 mL 0.1mol/LAgNO3溶液的試管中加入2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液。討論3：現(xiàn)象：有白色沉淀生成，說明溶液中依然有Ag+ Cl-存在，即Ag和Cl的反應(yīng)不能進(jìn)行到底。（1）是否恰好反應(yīng)？（2）溶液中是否還含有Ag+和Cl-？【繼續(xù)試驗(yàn)】取上層清液，滴加NaCl溶液， 有何現(xiàn)象？說明了什么？沉淀是難溶物，但不是絕對(duì)不溶，只不過溶解 度很小，難溶物在水中存在溶解平衡?；瘜W(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于110-5 mol/L，沉淀就達(dá)完全?；瘜W(xué)式溶解度/g化學(xué)式溶解度/gAgCl1.510-4Ba(OH)23.89AgNO3222BaSO42

4、.410-4AgBr8.410-6Ca(OH)20.165Ag2SO40.796CaSO40.21Ag2S1.310-16Mg(OH)2910-4BaCl235.7Fe(OH)3310-9表3-4 幾種電解質(zhì)的溶解度(20) 溶解 AgCl(s) Ag(aq) + Cl(aq) 沉淀 初始狀態(tài)：(溶解) (沉淀) 溶解平衡：(溶解) = (沉淀) 得到飽和AgCl溶液，建立溶解平衡思考：把AgCl固體加到水中都發(fā)生著怎樣的過程？ 溶解 AgCl(s) Ag(aq) + 2Cl-（aq) 沉淀 Ag+ Cl-AgCl在水中溶解平衡盡管AgCl固體難溶于水，但仍有部分Ag和 Cl-離開固體表面進(jìn)入

5、溶液， 同時(shí)進(jìn)入溶液的Ag2和 Cl-又會(huì)在固體表面沉淀下來，當(dāng)這兩個(gè)過程速率相等時(shí)，Ag和 Cl-的沉淀與AgCl固體的溶解達(dá)到平衡狀態(tài)即達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài). 固AgCl體在水中的沉淀溶解平衡可表示為：一、難溶電解質(zhì)的溶解平衡1、概念：在一定條件下，難溶電解質(zhì)_的速率等于離子重新_的速率，溶液中各離子的濃度_的狀態(tài)。（也叫沉淀溶解平衡)溶解成離子結(jié)合成沉淀保持不變2、溶解平衡的建立以AgCl(s)的溶解平衡為例（一） 基本概念3.表達(dá)式：用 AgCl(s)Ag+(aq) + Cl-(aq)Cu(OH)2(s)Cu2+(aq) + 2OH-(aq)對(duì)比電離方程式： AgClAg+ Cl-Cu

6、(OH)2Cu2+ + 2OH-AgCl:Cu(OH)2:Mg(OH)2 (s) Mg2+ (aq) +2OH- (aq) 練：書寫以下物質(zhì)溶解平衡的表達(dá)式CaCO3 (s) Ca2+ (aq) +CO32- (aq) 難溶電解質(zhì)的溶解平衡和弱電解質(zhì)的電離平衡的區(qū)別a.從物質(zhì)類別看：難溶電解質(zhì)可以是強(qiáng)電解質(zhì)也可以是弱電解質(zhì)。b.從變化過程看：溶解平衡是指已溶解的溶質(zhì)與未溶解的溶質(zhì)之間形成的沉淀與溶解的平衡狀態(tài)；而電離平衡則是指已經(jīng)溶解在溶液中的弱電解質(zhì)分子與離子之間的轉(zhuǎn)化達(dá)到平衡狀態(tài)。c.表示方法不同：如Al(OH)3溶解平衡表示為： Al(OH)3(s) Al3(aq) +3OH- (aq)

7、電離平衡表示為： Al(OH)3 Al3+ 3OH- 動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡，溶解和沉淀仍在進(jìn)行 等：V溶解V沉淀=定：溶液中各離子濃度保持不變 變：當(dāng)條件改變時(shí)，溶解平衡將發(fā)生移動(dòng)逆：溶解和沉淀互為可逆過程 逆、動(dòng)、等、定、變4、特征：沉淀溶解平衡和化學(xué)平衡、電離平衡一樣，符合平衡的基本特征、滿足平衡的變化基本規(guī)律。 5、沉淀溶解平衡的影響因素內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì)。只要是飽和溶液都存在溶解平衡。絕對(duì)不溶的物質(zhì)是沒有的不同難溶物其溶解度差別也很大0.01g10g難溶微溶易溶可溶1g外因溫度：濃度：加水，平衡向溶解方向移動(dòng)；(氣體，Ca(OH)2除外)升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)。同離子效應(yīng)：增加與難溶

8、電解質(zhì)相同的離子，平衡向沉淀方向移動(dòng)?；瘜W(xué)反應(yīng)：反應(yīng)消耗難溶電解質(zhì)的離子，平衡向溶解方向移動(dòng)。1、下列說法中正確的是（ ）A.物質(zhì)的溶解性為難溶，則該物質(zhì)不溶于水B.不溶于水的物質(zhì)溶解度為0C.絕對(duì)不溶解的物質(zhì)是不存在的D.某粒子被沉淀完全是指該粒子在溶液中的濃度為零2、下列對(duì)沉淀溶解平衡的描述正確的是 （ ）A.開始時(shí)，溶液中各離子濃度相等B.平衡時(shí)，沉淀的速率和溶解的速率相等C.平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等，且保持不變D.平衡時(shí)，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進(jìn)溶解練習(xí)CB3(1)AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq)(2)AgCl=AgCl問(1)式和(2)式所表示的意義？4常溫

9、條件下，CaCO3在水中的溶解度大還是在Na2CO3溶液中的溶解度大？（二）.溶度積常數(shù)1.定義2.表達(dá)式Kspc(Mn)mc(Am)n 溶解 AgCl(s) Ag(aq) + Cl(aq) 沉淀 在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中,當(dāng)溶解與結(jié)晶速率相等時(shí),溶液達(dá)到溶解平衡狀態(tài),則該反應(yīng)的平衡常數(shù)表示為：Ksp，AgCl =Ag+Cl-。該常數(shù)稱為難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)，簡稱溶度積。3、溶度積規(guī)則 AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq) QcKsp時(shí)，溶液過飽和，有沉淀析出,直至達(dá)到平衡.Qc=Ksp時(shí)，沉淀與飽和溶液的平衡.QcQCKspKsp，所以有AgCl沉淀生成。練習(xí)：將5mL

10、110-5mol/L的AgNO3溶液和15mL410-5mol/L的K2CrO4溶液混和時(shí)，有無磚紅色Ag2CrO4沉淀生成？已知Ag2CrO4的Ksp=910-12c(Ag)=2.510-6mol/Lc(CrO42-)=310-5mol/LQcc(Ag)2c(CrO42-) (2.510-6mol/L)2310-5mol/L 1.91016由于QcKsp，所以無Ag2CrO4沉淀生成。例：實(shí)驗(yàn)測得某水樣中的鐵離子的濃度為610-6moll-1若要使水中的鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀，則溶液的PH值至少要控制在多少以上？已知Fe(OH)3的Ksp為2.610-39解：設(shè)溶液中的OH-離子的濃度最少為X才能

11、使水中的鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀。KSP=c(Fe3+) c3(OH-)=2.610-39 =610-6X3求得X=7.5710-12molL-1=c(OH-)C(H+)=1.3210-3molL-1 PH=2.88答：PH至少要控制在2.88以上。7.計(jì)算某離子開始沉淀的pH值小結(jié)：電離平衡、水解平衡、溶解平衡的比較類型電離平衡水解平衡溶解平衡實(shí)例升溫加水加入原溶質(zhì)平衡右移,K增大,c(H+)增大,電離度增大平衡右移,K不變,c(H+)減小,電離度增大平衡右移,K不變,c(H+)增大,電離度減小平衡右移,K增大,c(H+)增大,水解程度增大平衡右移,K不變,c(H+)減小,水解程度增大平衡右移,K不

12、變,c(H+)增大,水解程度減小平衡右移,Ksp增大平衡右移,Ksp不變,c(OH-)不變平衡不移動(dòng),Ksp不變,c(OH-)不變第四節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶解平衡 Dissolution electrolyte equlibrium?第二課時(shí)二、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用1、沉淀的生成（1）應(yīng)用：生成難溶電解質(zhì)的沉淀，是工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保工程和科學(xué)研究中除雜或提純物質(zhì)的重要方法之一。工業(yè)廢水的處理工業(yè)廢水硫化物等重金屬離子（如Cu2+、Hg2+等）轉(zhuǎn)化成沉淀（2）方法a 、調(diào)pH如：工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵，加氨水調(diào)pH值至78b 、加沉淀劑：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀劑Cu2+S2=

13、CuS Hg2+S2HgSFe3+3H2O Fe（OH）3+3H+ 加氨水，OH- 濃度上升，平衡右移，有利于生成沉淀 c、同離子效應(yīng)法：例如，硫酸鋇在硫酸中的溶解度比在純水中小。 硫酸中硫酸根濃度大，使平衡左移有利于沉淀生成。思考與交流1、如果要除去某溶液中的SO42-，你選擇加 入鋇鹽還是鈣鹽？為什么？加入鋇鹽，因?yàn)锽aSO4比CaSO4更難溶，使用鋇鹽可使SO42-沉淀更完全2、以你現(xiàn)有的知識(shí)，你認(rèn)為判斷沉淀能否生成可從哪方面考慮？是否可能使要除去的離子通過沉淀反應(yīng)全部除去？說明原因。從溶解度方面可判斷沉淀能否生成不可能使要除去的離子通過沉淀完全除去2、沉淀的溶解（1）原理設(shè)法不斷移去溶

14、解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)（2）舉例a、難溶于水的鹽溶于酸中如：CaCO3溶于鹽酸，F(xiàn)eS、Al(OH)3、 Cu(OH)2溶于強(qiáng)酸b 、難溶于水的電解質(zhì)溶于某些鹽溶液如：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液討論在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡： Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq)若使氫氧化鎂沉淀溶解，可加入什么試劑？所依據(jù)的原理是什么？1、石灰乳中存在下列平衡： Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq),加入下列溶液，可使Ca(OH)2減少的是（ ）A.Na2CO3溶液 B.KCl溶液C.NaOH溶液 D.CaCl2溶液AB練習(xí)：2、

15、試?yán)闷胶庖苿?dòng)原理解釋下列事實(shí)：(1)FeS不溶于水，但能溶于稀鹽酸中(2)CaCO3難溶于稀硫酸，卻能溶于醋酸中(3)分別用等體積的蒸餾水和0.010mol/L硫酸洗滌BaSO4沉淀，用水洗滌造成BaSO4的損失量大于用稀硫酸洗滌的損失量【實(shí)驗(yàn)3-4】步驟1mLNaCl和10滴AgNO3溶混合(均為0.1molL)向所得固液混合物中滴加10滴0.1molLKI溶液向新得固液混合物中滴加10滴0.1molL Na2S溶液現(xiàn)象有白色沉淀析出白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色AgClAgIAg2S3、沉淀的轉(zhuǎn)化向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液生成白色沉淀向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液白

16、色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色靜置紅褐色沉淀析出，溶液變無色【實(shí)驗(yàn)3-5】（實(shí)驗(yàn)34、35沉淀轉(zhuǎn)化）AgClAgIAg2SKINa2SFeCl3靜置Mg(OH)2Fe(OH)3討論:從實(shí)驗(yàn)中可以得到什么結(jié)論？實(shí)驗(yàn)說明：沉淀可以從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化，兩者差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。物質(zhì)溶解度/gAgCl1.510-4AgI 9.610-9Ag2S1.310-16沉淀的轉(zhuǎn)化示意圖KI = I- + K+AgCl(s) Ag+ + Cl-+AgI(s)s(AgCl)=1.510-4gs(AgI)=3.710-7gs(Ag2S)=1.310-16g沉淀從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化。AgCl(s)+I

17、- AgI(s) + Cl-(1)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡移動(dòng)。一般溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。(2)沉淀轉(zhuǎn)化的方法對(duì)于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀，可先將其轉(zhuǎn)化為另一種用酸或其他方法能溶解的沉淀。3、沉淀的轉(zhuǎn)化難溶物的溶解能力差別越大，沉淀轉(zhuǎn)化的趨勢越大CaSO4 SO42 + Ca2 +CO32CaCO3鍋爐的水垢中含有CaSO4 ，可先用Na2CO3溶液處理，使 之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3。(3)沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用a、鍋爐除水垢化學(xué)法除鍋爐水垢的流程圖CaSO4+CO32- CaCO3+SO42- CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2OM

18、g(OH)2+2H+=Mg2+2H2O水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4 用飽和Na2CO3溶液浸泡數(shù)天疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2寫出除去水垢過程中發(fā)生的所有離子方程式用鹽酸或飽氯化銨液除去水垢b、一些自然現(xiàn)象的解釋CaCO3 Ca2+ + CO32-2HCO3-+H2O+CO2當(dāng)我們外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色時(shí)，一定會(huì)驚嘆大自然的鬼斧神工。石灰石巖層在經(jīng)歷了數(shù)萬年的歲月侵蝕之后，會(huì)形成各種奇形異狀的溶洞。你知道它是如何形成的嗎？自然界也發(fā)生著溶解度小的礦物轉(zhuǎn)化為溶解度更小的礦物的現(xiàn)象。各種原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后可變成CuSO4溶液，并向深部滲透，遇到深層的閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS)，便